火山帶與地震帶

臺灣北部大屯火山群中安山岩與玄武岩之關係

臺灣北部大屯火山群中安山岩與玄武岩之關係
國立臺灣師範大學張哲維博士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

一般而言地質學家將安山岩的可能成因區分成三種,第一種可能成因涉及基性(玄武岩)或超基性岩石(橄欖岩)的部分融熔(partial melting) ,基性岩或超基性岩經過減壓或增温的作用,產生少量的安山岩質岩漿。第二種可能成因為基性岩漿和含二氧化矽較高的酸性岩漿或沉積物的混合有關 (mixing or assimilation ),基性岩漿的二氧化矽含量較少,和含二氧化矽較高的酸性岩漿混合後,生成安山岩質岩漿。最後一種可能成因則與岩漿中礦物的結晶分化有關 (fractional crystallization),基性岩漿結晶分化二氧化矽含量較少的礦物,使殘餘岩漿的二氧化矽含量越來越高,最後生成安山岩質岩漿。而參與結晶分化 的礦物種類,則依據研究的方法不同而有不同的組合。臺灣北部大屯火山群的火成岩涵蓋了基性的玄武岩和中性的安山岩,正可以提供研究岩石成因的絕佳素材。

綠島火山地質簡介

綠島火山地質簡介
國立台灣師範大學碩士生林國文/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

綠島,亦名火燒島,位處於台灣東南外海之太平洋上,距離台東約34公里處。島上幾乎是由安山岩質火山碎屑岩、熔岩流及集塊岩所組成。其它則像是圍繞海岸四周隆起的珊瑚礁、河流及海岸的沖積物、紅土層等,火山地形發育相當良好。島上分三個高區,分別是火燒山、阿眉山和牛子山,均保留完整火山地形及不同火山産物,同時也可能代表著不同時期的火山噴發中心。

巨大火山爆發的影響向下修正(Giant Eruption Cut Down to Size)

巨大火山爆發的影響向下修正(Giant Eruption Cut Down to Size)
桃園縣立同德國民中學地球科學科邱宇平老師/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

Toba火山在7.4萬年前大規模噴發,在印尼留下這個火山口,也是目前世界最大的火山口湖。

世界最大的火山口湖-Toba Lake (圖片來源:http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%9A%E5%B3%87%E6%B9%96)

印尼的超級火山Toba在7.4萬年前爆發的規模是1980年美國聖海倫火山(Mount St. Helens)的2,000倍,當時Toba噴發出數百萬噸的火山灰、硫和其他碎屑到大氣層中。火山灰遮蔽陽光,使地球在五年內的溫度下降了10°C,並且將人類演化的過程重新定向。至少,以上所說的是部分氣候學家和考古學家的結論。但現在有新的古氣候模擬顯示,Toba火山對氣候的影響是溫和的且迅速減弱,所以人類在這次事件中所受到的影響相對較小,也較容易克服。

鑽石可能揭開熱點火山之謎(Diamonds May Unlock Secrets of Hot-Spot Volcanoes)

鑽石可能揭開熱點火山之謎(Diamonds May Unlock Secrets of Hot-Spot Volcanoes)
雲林縣立麥寮高級中學地球科學科陳婉如老師/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

夏威夷的熱點火山已經讓地質學家困惑了幾十年,火山大部分是發生在板塊互相聚合或板塊張裂處,而夏威夷火山島鏈卻座落在板塊中央。現在,來自地底下含有鑽石的岩石可能有助於揭開這些火山的形成之謎。

巨大的火山噴發使得生物數量變少(Giant Eruption Cut Down to Size)

巨大的火山噴發使得生物數量變少(Giant Eruption Cut Down to Size)
雲林縣立麥寮高級中學地球科學科陳婉如老師/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

在七萬四千年前,印尼的〝超級火山〞托巴(Toba)噴出數百萬公噸的火山灰、硫以及其他碎片進入大氣層,比1980年聖海倫火山的爆發嚴重超過兩千倍,這些噴發物使得天空變暗,全球氣温下降10℃,持續5年之久,人類的演化過程重新定向,至少這就是一些氣候學家和考古學家的結論。但一項新的模式指出,托巴的影響是溫和而且迅速減弱的,這表明人類在經歷這次事件的損失,相對較小。

美國西維吉尼亞州是一個熱點(West Virginia Is a Geothermal Hot Spot)

美國西維吉尼亞州是一個熱點(West Virginia Is a Geothermal Hot Spot)
雲林縣立麥寮高級中學地球科學科陳婉如老師/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

研究人員已經在美國東部發現了最大的熱點,根據Google與地質學家的合作研究,地球上的幾個熱點,有些在深度五公里處溫度就可達200℃,如果工程師能夠利用這些地熱,這裡就可以成為一個生產綠色能源的地區。

冰島火山證明了預測的困難(Iceland’s Volcano Proving Tough to Predict)

冰島火山證明了預測的困難(Iceland’s Volcano Proving Tough to Predict)
桃園縣立同德國民中學地球科學科邱宇平老師/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

預測火山並不容易,但火山學家仍然全面著手預測冰島正在噴發中的埃亞菲亞德拉冰蓋(Eyjafjallajökull),甚麼時候能結束?或噴出更多的灰?而附近更大、破壞力更強的卡特拉火山(Katla)是否噴發?卡特拉火山的特徵和預測的頗一致,若真如預測所言,那麼未來相當糟糕。

埃亞菲亞德拉冰蓋在4月17日噴發的特徵越來越明顯,冰島大學和冰島氣象局皆宣布火山噴出物的化學成分改變。火山最極端行為有兩種:一,像夏威夷的冒納羅亞火山的岩漿,它的成分所含的二氧化矽較少,因此黏滯程度較低,所以只會緩緩滲出,持續數年直到停止。二,像聖海倫火山的岩漿,所含的二氧化矽較多,較高的黏滯度會使火山劇烈爆發,爆炸性的噴發後休眠。

下一個巨大地震(The Next Great Earthquake)

下一個巨大地震(The Next Great Earthquake)
國立台灣師範大學地球科學所科學教育組碩班生陳怡均/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

規模9以上的巨大地震發生的次數十分稀少,一旦發生,往往會釀成重大災害、造成許多生命的損失,像發生在2004年12月的南亞海嘯地震(蘇門達臘地震)。大多數這些地震發生在隱沒帶,因其大多發生在海洋地殼與大陸地殼聚合性邊界,所以常伴隨破壞性的海嘯。


圖一.全世界主要隱沒帶及大地震分佈圖。隱沒帶地區(藍線)和板塊構造邊界(棕線)上,1900年至今規模7.5以上的地震以實心圓圈標示。空心圓表示從1700到1900間大地震(資料較不完整)。圖中顯示某些地區在過去的100年內沒有規模9的地震,但在之前的200年內有規模9的地震。

看誰跑得遠?探究為何有些熔岩(Lava)流動特別快且遠?

看誰跑得遠?探究為何有些熔岩(Lava)流動特別快且遠?
台灣師範大學科學教育研究所楊淇碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

問學生為什麼有些火山爆發出來的岩漿,可以流動好幾公里,為什麼有些又會形成近似圓頂的熔岩,而流動不好呢?教師可以嘗試利用圖片去模擬火山爆發的熔岩流動來刺激討論。學生可以利用黏性的液體,像是糖蜜來代替熔岩,藉此探究控制熔岩黏性(與岩漿的黏度有關)是由哪些因子造成。在課堂中展示三個相同的乾淨玻璃瓶或塑膠瓶,類似空的飲料罐子也可以,在每個瓶子中都加入少量相同的黏性液體,問學生他們要如何控制瓶中的液體跑得更快或減慢?相關的建議可能會有:改變液體溫度;加入一些固體顆粒,像是沙子…等;用吸管吹入氣體。透過實驗來證明學生的點子,如果他們想要測試溫度是影響流動速率快慢的因子,我們可以把容器沉浸於一系列不同溫度的水中來檢測。觀察黏性的比較,我們可以將容器同時間倒置,觀察液體漸漸擴散流動的情形,看看哪個瓶子內的液體最快流到瓶頸的末端。接著詢問學生何種岩漿是由何種火山所爆發流出,透過圖片的比較,幫助學生理解火山形狀接近比較陡峭的圓錐體,熔岩比較黏,流動較慢;較淺且平坦的火山,熔岩可以流動的比較快。

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